ما هو التكهف Cavitation

التكهف – Cavitation

التكهف هو أسوأ عدو يواجه المضخات (الطلمبات pumps ) ويقلل العمر الإفتراضي، وتطلق كلمة التكهُّف Cavitation عندما تكوّن فقاعات أو جيوب مملوئة بالهواء أو الأبخرة داخل السائل، وتحدث هذه الظاهرة نتيجة:

تسرب هواء داخل المضخاة عبر أحد أجزائها مثل ثقب في الغلاف أو غرفة الحشو Stuffing Box أو الميكانيكال سيل Mechanical Seal أو ماسورة السحب Suction Pipe،
ويمكن حلها بمعالجة المكان الذي تسرب منه الهواء.

    عندما تكون ظروف السحب مهيأة لتكوّن بخار السائل، ودعونا نتطرق لمناقشة هذه المسألة بالتفصيل.

تبخر السائل وعلاقته بحدوث التكهف Cavitation

 يوجد طريقتين أساسيتين لتبخر السائل:

    -زيادة درجة حرارة السائل Increasing Temperature: فالحرارة تعطي جزيئات طاقة حركة تجعلها تتغلب على الروابط الموجودة بين جزئيتاتها فتتبخر.

    -تقليل الضغط الواقع على السائل Decreasing Pressure: ويؤدي ذلك إلى إضعاف الروابط الموجودة بين
جزيئات السائل فيتبخر.

إذن كلما قلّ الضغط الواقع على السائل كلما تباعدت جزيئاته عن بعضها وتفككت الروابط بينها وأصبح السائل سهل التبخر عند درجات حرارة أقل من الدرجات العادية، وتظل الروابط تتفكك عن بعضها حتى يصل السائل لمرحلة يتبخر فيها
عند درجة حرارة التشغيل “working temperature”، ويسمى الضغط الذي تبخّر عنده السائل بضغط البخار “Vapor Pressure”

هذا التبخر هو أسوأ عدو يقابل أي نظام هيدروليكي،وفي حالة حدوثه داخل مواسير النظام الهيدروليكي تتكون فقاعات بخار في مراكز عالية بالمواسير تقوم بإعاقة سريان السائل فيما يعرف بـ(قفل البخار) Vapor Lock، أما بالنسبة للمعدات الهيدرولليكية بما فيها المصخات Pumps فتكوُّن مثل هذه الفقاعات وانفجارها يؤدي إلى تلف المعدة وهو ما يطلق عليه ظاهرة التكهف (Cavitation).التكهف

cavitation أسبابه وتأثيره ومنع حدوث التكهف cavitation

ولذلك يراعى عند تصميم وتشغيل أي نظام أن يكون أقل ضغط فيه أكبر من ضغط البخار للسائل حتى لا يتبخر طبقا للمعادلة التالية:

معادلة الضغط للنظام الهيدروليكي لتجنب التكهف Cavitationمعادلة الضغط للنظام الهيدروليكي لتجنب التكهف Cavitation

إذن كيف يحدث التكهف؟
Mechanism of Cavitation

في حالة تكوّن فقاعات بخار Vapor Bubbles في خط السحب الخاص بالنظام الهيدروليكي فإنها تنجرف مع السائل داخل المضخة pump إلى نقطة ذات ضغط أكبر – غير مناسب لوجود فقاعات البخار – فتنفجر فقاعة البخار تاركة فراغ ” فجوة Cavity” يندفع فيها قطرات السائل بسرعات وضغوط عالية جداً مما يتسبب في إحداث تنقير Pitting في ريش
المروحة أو سطح المضخة.

تأثير التكهف على المضخات Effect of Cavitation

مع انفجار عدد كبير من الفقاعات واستمرار هذه الظاهرة لفترة تُصدر المضخة (الطلمبة) صوت طرقات عالية متتالية واهتزازات ميكانيكية نتيجة انفجار الفقاعات، كما تؤدي إلى حدوث انخفاض في الضغط والتصرف والكفاءة، وفي حالة عدم الأخذ في الاعتبار بتلك الظواهر السابقة أو الإغفال عنها سوف تُفاجئ بعد فترة قصيرة بتلف المروحة وأجزاء من جسم الطلمبة بحدوث نحر وتآكل فيهما.